古生代 | 進化的歷史012

2020-09-13 透明的思想

古生代泥盆紀

摘要：本文主要講述了古生代的物種進化歷史。物種經歷了數次滅絕，然後又重新恢復。生態系統也在不斷調整中保持進化的平衡。

古生代

科學家認為寒武紀之前的生物已經進化出了集中的神經網絡。集中的神經中樞可以不斷整合進軀體感知與運動結構，直接產生信號並給軀體下達運動的指令以「自主運動」。由於具有了集中的神經中樞，這些軟體動物們便具有了可控制器官的基礎，可以不再被動地等待食物的飄來，以協調性較高的自主性運動來尋找食物。這在藻類遍地的時代應該是掠食者的標配。這些集中的神經網絡最終成為了後來的大腦。與多數人的認識不同，科學家認生命進化出大腦並不是為了思考，多數生物的生存技能不需要依賴思考。人的大腦可以思考只是一個衍生功能，關於大腦我們後面再詳述。大腦的出現就是為了控制自身並產生動作對外部自然環境做出反應。否則就沒有必要產生一個能量消耗巨大的神經處理系統。一個典型的例子是海鞘，這種動物幼年時外形似蝌蚪、在水中自由遊泳的動物，幼體的這種自由生活狀態只能持續幾小時乃至一天，即沉到水底，以前端的附著突觸固著在水中物體上，並開始逆行變態：脊索隨同尾部的退縮而消失，神經管也退化為一個神經節，也就是它的神經系統會退化。因為它以後靠過濾海水中的微生物為食不需要大量的運動神經了。不過這種生物畢竟是少數，多數動物都不願失去自動的運動能力而是不斷強化它。

奧陶紀

前面說的寒武紀時期出現了物種大爆發，與現代動物形態基本相同的動物在那時「集體亮相」，形成了多種門類動物同時存在的繁榮景象。寒武紀之後是奧陶紀，這個地質時期生物都生活海洋中，陸地仍是一片荒涼。海中出現了體形巨大的動物，其體長能達到10米是軟體動物的獵食者。奧陶紀晚期經歷了地球史上第一次生物大滅絕。原因是全球氣候變冷，當時的南極冰蓋迅速擴大，海平面下降150米之多，導致海洋生物的生存空間驟然減少，三葉蟲等海洋動物大量死亡。約有百分之七十的生物滅絕。

志留紀

下一個地質時期是志留紀（距今4.43億~4.17億年）。生物種群得到恢復並穩步發展，熱帶前海地區發育出珊瑚、海綿和苔蘚蟲。這個時期的魚類在節肢生物的威脅下，都進化出了保護性的盔甲，擁有了更先進的器官。到志留紀晚期一些多足蟲和節肢動物才開始首次爬上陸地，之後大批生物向陸地拓展生存空間。

泥盆紀

泥盆紀（距今4.17億~3.54億年）是脊椎動物飛越發展的時期，魚類相當繁盛，各種類別的魚都有出現，故泥盆紀被稱為「魚類的時代」。兩棲類、爬行類的祖先四足類（四足脊椎動物）出現，生命在陸地、海洋得到空前的發展。陸地上的動物仍以節肢動物為主，屬於原始兩棲迷齒類動物。不幸的是泥盆紀晚期西伯利亞地區的火山爆發，大量的火山灰及其汙染物使得地球氣候變冷和海洋退卻。約有百分之七十八的海洋生物滅絕。這是第二次生物滅絕事件。

石炭紀

石炭紀（距今3.6億年~2.8億年前）大陸上出現了大規模的森林，給煤的形成創造了有利條件。大規模的森林帶來了富氧環境。當時大氣含氧量達到了巔峰的35%（今天是21%），非常適合節肢動物繁衍生息。因為昆蟲是通過在堅硬的外骨骼表面形成了一系列微小氣管，把氧氣直接注入組織。大氣含氧量直接決定了昆蟲組織能獲取多少氧氣。石炭紀時期陸地植物廣泛蔓延，大氣氧含量急劇升高，昆蟲就在氧氣過剩的環境中得到了驚人的生長。孕育出了一大批巨型節肢動物，一種叫節胸的千足蟲可達2.4米長，蜻蜓的翼展有74釐米，蠍子長達70釐米。如果我們乘坐時光機器回到那個時代，看到這些體形巨大的昆蟲一定會覺得很恐怖。不過大氣的含氧量如果超過35%，就極容易產生自燃，那時的地球隨時隨地都有可能發生火災，成為一片火海。想想2020年初澳洲大火，有超過10億隻野生動物被大火吞噬了，真是生命的地獄。

Image by Gerd Altmann from Pixabay

這說明當時的生態系統進化的還不成熟，存在重大的缺陷。後來爬行動物中出現了植食性的種類，極大提高了生態系統的能量傳遞效率，動物和植物的關係從此發生了根本性的改變。由於受到動物控制，植物再也不能無節制的生長了，大氣中氧氣含量也就穩定了下來，相對較低的氧濃度不足以供養巨型昆蟲呼吸了。這些巨蟲就走向了消亡，地球由此進入爬行動物時代。

二疊紀

二疊紀是古生代最後一個紀，由於植被的茂密也是重要的成煤期。爬行動物雖然發生在石炭紀，但其首次興盛是發生在二疊紀。不幸的是二疊紀末期距今2.5億年前發生了有史以來最嚴重的大滅絕事件，估計地球上有96%的物種滅絕，其中95%的海洋生物和75%的陸地脊椎動物滅絕。這次大滅絕使得佔領海洋近3億年的主要生物從此衰敗並消失，讓位於新生物種，生態系統也獲得了一次最徹底的更新，為恐龍類等爬行類動物的進化鋪平了道路。其他各次大滅絕都沒有使生物演化進程產生如此重大的轉折。這一大滅絕是地球歷史從古生代向中生代轉折的裡程碑。這次滅絕的原因還不確定，最大的嫌疑是西伯利亞暗色巖火山爆發持續了至少幾萬年，覆蓋了相當於歐亞大陸面積的所有地區。巖漿燒毀了大片森林，破壞了食物鏈的基礎。在全球範圍內，從植食性動物到頂級掠食者都在飢餓中艱苦地掙扎，大批動物因此滅絕。這次災難後地球的生態系統用了3000萬年才恢復。

……………… 未完待續 ………………


❓知乎討論:
有沒有躲過地球五次大滅絕的生物？

有興趣的同學可以看一下這些歷史進化的大贏家都是誰。點擊「了解更多」查看討論，觀點僅供參考
※ 思考比答案更重要！


透明的思想 公眾號ID：Transparent_thoughts

本文來自專輯《進化的歷史》

相關焦點

  • 盤點上古洪荒巨獸(古生代)，地球顯生宙史詩–歷史學習筆記3
    地球進入顯生宙時代以後，生命在一個特殊的時間段產生爆發式增長，這就是著名的寒武紀生命大爆發，惡劣的氣候下逼迫著生命進行千奇百怪的變化，接下來以時間線的方式介紹古生代各個時期的主要的上古怪獸。(顯生宙分為古生代，中生代，和新生代)寒武紀-距今約5.42億年前—4.85億年前這是所有怪獸的進化始祖，細菌在這一時期大量進化，變成了數不清種類的節肢動物和軟體動物(無脊椎動物)
  • 地理歌曲——《地球的歷史》
    >造煤時期末期也遭滅絕匿跡新生代定地貌格局被子哺乳人類站立我們地球的歷史四十六億年很久遠就開始應如何去認識我們地球的歷史地層化石都是故事地層上下有順序生物進化演替巖石年齡放射性同位素測定>生物進化演替巖石年齡放射性同位素測定我們地球的歷史按宙代紀譜成詩地球歷史地質考察賦予地質年代成之科學故成語一、地層與化石1、地層（1）概念：是地殼在發展過程中形成的，具有時間順序的層狀巖石（2）特徵：   ①具有層理構造
  • 古生代、泥盆紀
    古生代是地質年代的第三個代，約開始於6億年前，結束於2.3億年前。古生代共有6個紀，泥盆紀是其中的第四個紀。泥盆（Ｄｅｖｏｎｓｈｉｒｅ）為英國得文郡名，因地質學家研究了該地的地層而得名，約開始於4.05億年前，結束於3.5億年前。泥盆紀的無脊椎動物，除珊瑚、腕足類和原始菊石外，昆蟲開始出現，其他各門動物也有發展。
  • 鸚鵡螺家族在古生代曾非常繁盛 現僅存2屬6種
    鸚鵡螺家族在古生代曾非常繁盛 現僅存2屬6種 2014-07-14 10:36:55　　鸚鵡螺家族在古生代曾非常繁盛，經過二疊紀末的生物大滅絕後衰落，此後沒能再度崛起，現在僅存2屬6種。在中生代的海洋裡，取代鸚鵡螺散布全球的是它們的後裔菊石。　　菊石因殼體表面通常有類似菊花的線紋而得名，最早出現在古生代晚志留世，繁盛於中生代，白堊紀末滅絕。菊石的殼體大小差別較大，小的直徑不到1釐米，大的直徑超過2米。殼形多數旋卷，有些是直形、螺卷或其他不規則的形狀。
  • 新研究揭示古生代海洋生物多樣性演化
    記者從南京大學獲悉，該校與中國科學院聯合團隊在「天河二號」超級計算機支持下，以化石記錄重現生物演化歷史，改變了當前對古生代（約5.4億年—2.4億年，相當於寒武紀至三疊紀早期）海洋生物多樣性演化的認知。相關成果1月17日在線發表於《科學》。
  • 地球的歷史
    【關鍵術語】地層、層理構造、化石、地質年代、前寒武紀、古生代、中生代、新生代、地殼運動【學習重點】1.地層與化石研究對認識地球演化的主要作用。2.地球地質歷史的年代劃分。【知識梳理】一、化石和地質年代表1.地球的歷史：約46億年，研究地層是認識地球歷史的主要途徑。
  • 專家在貴州凱裡找到古生代六個紀古生物化石
    新華網貴陽9月13日電（記者 周芙蓉）有關專家通過在貴州黔東南的凱裡市野外實地考察，找到完整的古生代六個古地質海相地層。　　在中國管理科學研究院特約研究員巫宜山的帶領下，幾年來有關人員經過160多次野外實地考察探明了凱裡市範圍內的古生代地層和古生物資源，共採集到了2萬餘件古生物化石標本。
  • 我科學家揭秘古生代海洋生物多樣性演化
    該研究利用古生物大數據、超算和遺傳算法等全新的方法和手段，基於化石記錄重現了生命演化歷史，改變了當前對古生代海洋生物多樣性演化的認知。　　生命起源與演化是世界十大科學之謎，也是《科學》雜誌列出的125個重大科學問題之一。了解地球上生命的演化歷程，是人類了解自身由來，以及未來演化的重要手段。
  • scp系列011～012收納物
    scp012SCP-012是SCP基金會系列的項目之一，又名未完樂章。它是一套完整樂曲的一部片段手稿，會使接觸該手稿的人進行了自殘行為，以使他們能夠用自己的鮮血完成作品。這會造成他們精神錯亂以及身體嚴重創傷。得以寫完部分音樂的人在完成這部分後會宣稱它「不可能完成」並立即自盡。
  • 《生物的演化:進化》第三章 攻佔陸海空—動物的進化
    第三章  攻佔陸海空—動物的進化　　第一節  歷史小回望—總體歷程的簡單梳理　　從前面的講述中我們知道，地球母親在距今5.7億年前進入了古生代，在這一時期的末期，植物和動物已經開始分化後各走各的路了，在植物界中，以藍藻和菌類最為繁盛，而在動物界中，已經出現低等無脊椎動物
  • 滇西保山和臨滄地塊早古生代構造演化獲揭示
    中國科學院廣州地球化學研究所博士生劉兵兵和研究員彭頭平等人選取我國滇西昌寧—孟連古特提斯縫合帶兩側的保山和臨滄地塊古生界碎屑沉積巖為研究對象，揭示出三江特提斯構造域原、古特提斯洋盆的演化歷史，並重建了保山、臨滄和思茅—印支地塊早古生代地理位置。相關研究近日發表於《構造學》。
  • 回顧地球歷史上的兩次生物大滅絕事件，我們人類能夠倖免嗎？
    兩次生物大滅絕目前地球上生活在包括我們人類在內的數百萬種生物，展現出了豐富多彩的生物多樣性特徵，在地球生命的演化歷史中，生命從簡單到複雜，從低等到高等的方向發展。地球從細菌到上百萬種動植物等生物，生命經歷了40多億年的進化，期間也不是一帆風順的，中間也會經歷各種坎坷，其中還經歷了多次生物大滅絕事件，其中分別發生在古生代末期和中生代末期的生物滅絕是最重要的兩次
  • 中國科學家牽頭揭秘古生代海洋生物多樣性演化
    中新網南京1月20日電 (楊顏慈)據中國科學院南京地質古生物研究所20日消息，在該所與南京大學等共同完成的一項研究中，通過利用古生物大數據、超級計算、模擬退火算法和遺傳算法等全新的方法和手段，基於化石記錄重現了生命演化歷史，改變了當前對古生代海洋生物多樣性演化的認知。　　本項研究成果於近日在美國《科學》(Science)雜誌在線刊發。
  • 中國古生代氣候演變(圖)
    本書是我國第一部研究古生代氣候的專著    本書以古氣候演變為主體，綜合論述了與之相關的中國古生代各時期的沉積相和生物相的主要分布規律，論證了生物地理分布及不同等級生物地理區系的演變規律，同時論證了中國各主要塊體在整個古生代地質歷程中的運移和聚散。    本書供研究古氣候學、古生物地理學、古地理學、沉積環境、全球構造重建和現代氣候的學者參考，對於地質學和古生物學的研究生和大學生亦是一本帶有教科書性質的參考書。
  • 誰是古生代的「顏值擔當」?
    今天小編要給大家介紹一位古生代的「顏值擔當」。但是在介紹主角之前，我們還是先回顧幾個知識點，關於一個我們很熟悉的朋友，這個「老朋友」就是三葉蟲。首先，讓我們確認一下：三葉蟲是昆蟲嗎？答案是：No！三葉蟲是一類已經滅絕的早期節肢動物。
  • 【中國科學報】新研究揭示古生代海洋生物多樣性演化---中國科學院
    記者從南京大學獲悉，該校與中國科學院聯合團隊在「天河二號」超級計算機支持下，以化石記錄重現生物演化歷史，改變了當前對古生代（約5.4億年—2.4億年，相當於寒武紀至三疊紀早期）海洋生物多樣性演化的認知。相關成果1月17日在線發表於《科學》。　　生命起源與演化是世界十大科學之謎，也是《科學》雜誌列出的125個重大科學問題之一。
  • 雪天加碘古生代巖鹽:源自遠古潔淨鹽層,打造舌尖美好滋味
    而在眾多優質的雪天鹽裡，源自遠古珍貴鹽層的雪天加碘古生代巖鹽，潔淨自然，健康美味，是一款非常適合作為居家膳食調味的食用鹽。雪天加碘古生代巖鹽源自陝北奧陶紀時代，地表2800米以下，在現代先進工藝的提煉下，經過採滷、真空蒸發、結晶、乾燥、分篩等工藝精製而成。
  • 「早古生代重大生物事件及其背景機制」項目啟動
    1月22日，國家自然科學基金委員會創新研究群體項目《早古生代重大生物事件及其背景機制》啟動會在南京召開。早古生代見證了寒武紀生物大爆發、奧陶紀生物大輻射、奧陶紀末生物大滅絕及志留紀初期生物的殘存、復甦及再輻射等諸多重大生物事件，每一次生物事件都有其深刻而複雜的背景機制。
  • SCP系列|SCP-012:未完樂章
    今天斑斑想要和大家分享的是SCP系列中的SCP-012：未完樂章項目代號：SCP-012項目名稱：A Bad Composition（壞樂章 / 未完樂章）收容等級：EuclidSCP-012未完樂章動畫圖特殊收容措施：相比起之前提到的讓斑斑吃了滿嘴狗糧的SCP-011，SCP-012的名字聽起來似乎更加文藝（？），但是實際上，SCP-012要比SCP-011棘手得多。
  • 地球歷史簡史：人類真的很渺小
    之前有粉絲私信，說考古學是不是歷史學的分支，那我們接下來就說一下，考古學與其他學科的關係，今天從地質學中的地球歷史說起。 首先，要明確考古學的學科性質，它不屬於任何一個人文社會科學，當然是不屬於歷史學的，它是後來從歷史學中分離出來的一門獨立的學科。因為它在基礎研究方面，有自然科學屬性，而在歷史闡釋方面，又具有人文科學屬性。